（許昌學院食品與生物工程學院，河南省食品安全生物標識快檢技術重點實驗室，河南許昌461000）

紫薯又名黑薯，為旋花科草本植物，肉質呈現(xiàn)紫色或深紫色[1-2]。紫薯富含多糖、黃酮類、花青素等活性物質，且富含硒元素，具有抗氧化、清除自由基、抗癌、防癌、調節(jié)腸道微生態(tài)、降血壓、降血糖、降血脂及防動脈硬化等功效，具有“抗癌大王”的稱號[3-6]，已成為食品行業(yè)開發(fā)應用的熱點。茯苓，俗稱云苓，是擬層孔菌科真菌茯苓的干燥菌核，為藥食同源的食材[7-8]。茯苓含茯苓多糖、β-茯苓聚糖、茯苓酸、卵磷脂及甾醇等，具有提高機體免疫力、清除自由基、降低脂質過氧化、降低脂褐質形成、延緩衰老、抑制腫瘤等功效[9-12]。以紫薯或茯苓為食材的產(chǎn)品研發(fā)有諸多報道，但將兩種復合作為食品基料的研究尚未報道。本研究在傳統(tǒng)蛋糕中添加紫薯和茯苓，結合感官評定，在單因素試驗基礎上進行正交試驗，確定紫薯茯苓蛋糕的最佳配方，以期研制出兼具紫薯和茯苓的風味、營養(yǎng)和養(yǎng)生保健作用的紫薯茯苓蛋糕，使消費者能夠健康地享用美味蛋糕，同時為紫薯和茯苓的深加工開辟了一條新路徑。

1 材料與方法

1.1 材料

茯苓粉：廣州紫云軒藥業(yè)有限公司；泡打粉：安琪酵母股份有限公司；紫薯、糖粉、雞蛋、植物油、牛奶等：許昌市胖東來超市。

1.2 儀器設備

FW-100高速萬能粉碎機：北京科偉永興儀器有限公司；FA2104B電子天平：上海佑科儀器儀表有限公司；N35D食品烤箱：佛山樂米高五金電器有限公司；CX-6632打蛋器：中山市燦欣電器制品有限公司；TMS-Pro物性分析儀：北京盈盛恒泰科技有限責任公司；案板、刮板、刀具、碗、筷子、蛋糕模具（4寸）、木鏟：市售。

1.3 操作要點

1.3.1 原材料的準備

將紫薯蒸熟后剝皮并搗碎成泥，將白糖用高速萬能粉碎機打磨成粉狀，選用新鮮的牛奶和雞蛋，選用品質優(yōu)良的植物油，茯苓粉、泡打粉應注意是否受潮結塊。

1.3.2 稱量

在保證試驗器具潔凈、無水珠殘留的前提下，準確稱量所需材料，為試驗做好準備。

1.3.3 攪打

蛋黃攪打：先攪打分離好的蛋黃，并將蛋黃和糖粉混勻，之后分3次加入植物油；再加入牛奶攪拌均勻；最后將紫薯泥和過篩后的茯苓粉、泡打粉混合后加入已經(jīng)攪打好的蛋液中，攪拌均勻，蛋黃面糊備用。

蛋白攪打：用打蛋器慢速打發(fā)蛋白到魚眼泡狀，此時加入1/3的糖粉；繼續(xù)攪打至褶皺形成，此時再加入1/3的糖粉；最后間歇攪打到阻力較大時，加入最后1/3的糖粉，繼續(xù)攪打，直到蛋白呈現(xiàn)干性發(fā)泡狀態(tài)，此時蛋白攪打完成[13-14]。

1.3.4 混合

先把打發(fā)好的1/3蛋白倒入蛋黃面糊中并攪拌均勻，接著把剩下的蛋白加入到蛋黃面糊中，攪成均勻的蛋糕糊[15]。

1.3.5 注模

將植物油涂抹到模具內(nèi)，倒入的蛋糕糊量是模具的2/3。

1.3.6 烘烤

烤箱的溫度為上火180℃，下火170℃，預熱10 min后，將蛋糕糊放入烤箱內(nèi)烘烤40 min。

1.3.7 冷卻

新鮮出爐的蛋糕應該及時倒扣冷卻，室溫冷卻后便可脫模[16]。

1.4 單因素試驗

紫薯茯苓蛋糕的基本配方：雞蛋60 g、糖粉24 g、紫薯泥 65 g、茯苓粉 10 g、泡打粉 1.7 g、牛奶 10 g、植物油12 g，烘烤條件：上火180℃、下火170℃、時間為40 min。本試驗以基礎配方為依據(jù)，考察紫薯泥添加量（55、60、65、70、75 g）、糖粉添加量（20、22、24、26、28 g）、植物油添加量（8、10、12、14、16 g）和泡打粉添加量（0.9、1.1、1.3、1.5、1.7 g）對紫薯茯苓蛋糕品質的影響。從而確定出最佳的紫薯泥添加量、最佳的糖粉添加量、最佳的植物油添加量和最佳的泡打粉添加量。

1.5 正交試驗

在單因素試驗結果的基礎上，按照基礎配方和工藝流程，根據(jù)紫薯泥添加量、糖粉添加量、植物油添加量和泡打粉添加量進行L9（34）四因素三水平正交試驗，通過感官指標綜合考察4個因素對紫薯茯苓蛋糕的影響，以得到理想的紫薯茯苓蛋糕配方。試驗因素和水平見表1。

表1 因素水平表Table 1 Factor and level table

1.6 物性分析試驗

物性檢測主要選用半徑為36 mm的圓柱型探頭、測試速度設為60 mm/min、感應量程設為0.1 N、形變量設為50%、間隔時間設為2 s、樣品高度設為40 mm對所做蛋糕進行質地剖面分析測試。做5個平行試驗，得到硬度、內(nèi)聚性、彈性、膠黏性和咀嚼性5個特征參數(shù)，并取平均值[17]。

1.7 感官評分標準

隨機選取10位有經(jīng)驗的食品專業(yè)人員，從組織形態(tài)（20分）、色澤（20分）、風味（20分）、彈韌性（20分）和外觀（20分）5個方面對紫薯茯苓蛋糕進行感官評定。

感官評定各項目之和為100分，各個總分的平均值即為紫薯茯苓蛋糕的最終感官評分。

紫薯茯苓蛋糕感官評分標準見表2。

表2 紫薯茯苓蛋糕的感官評分標準Table 2 Sensory evaluation standards of cake made with purple potato and tuckahoe

2 結果與分析

2.1 單因素試驗

2.1.1 紫薯泥添加量對紫薯茯苓蛋糕感官品質的影響

當紫薯泥的添加量分別為 55、60、65、70、75 g 時，紫薯茯苓蛋糕的感官評分結果見圖1。

圖1 紫薯泥添加量對蛋糕感官品質的影響Fig.1 Effect of adding amount of sweet potato mud on the sensory quality of cake

由圖1可知感官評分最高時紫薯泥的添加量是60 g，此時整個蛋糕的內(nèi)部結構良好，色澤誘人，口感和風味最佳；當紫薯泥添加量為55 g時，蛋糕的紫薯風味不夠明顯；當紫薯泥添加量高于60 g的時候，蛋糕具有怡人的紫薯香，可是口感過于粗糙、內(nèi)部黏爛軟糯，主要體現(xiàn)在蛋糕內(nèi)部細密蜂窩狀結構不突出，口感不夠細膩，顏色過深，風味變差。

2.1.2 糖粉添加量對紫薯茯苓蛋糕感官品質的影響

當糖粉的添加量分別為 20、22、24、26、28 g 時，紫薯茯苓蛋糕的感官評分結果見圖2。

圖2 糖粉添加量對蛋糕感官品質的影響Fig.2 Effect of adding amount of sugar powder on the sensory quality of cake

由圖2可知當?shù)案獾钠焚|達到最好時對應糖粉添加量是24 g，此時蛋糕的甜味和香氣適中；當糖粉的添加量低于24 g時，蛋糕甜味不明顯，口味過淡，蛋糕的品質和口感隨著糖粉添加量的增加而呈現(xiàn)上升的趨勢；當糖粉的添加量大于24 g時，蛋糕的感官品質隨著糖粉添加量的增加而呈現(xiàn)下降的趨勢，此時蛋糕的甜度逐漸增加，口感甜膩，蛋糕的整體感官評分受到影響。

2.1.3 植物油加量對紫薯茯苓蛋糕感官品質的影響

當植物油的添加量分別為 8、10、12、14、16 g 時，紫薯茯苓蛋糕的感官評分結果見圖3。

圖3 植物油添加量對蛋糕感官品質的影響Fig.3 Effect of adding amount of oil on the sensory quality of cake

由圖3可知當?shù)案獾母泄僭u分最高時對應的植物油添加量是10 g，此時的蛋糕的光澤和油潤感增加，蛋糕的蓬松度及保濕性較好，蛋糕的整體口感最好；當植物油的添加量低于10 g時，蛋糕的柔軟度不夠、細膩度不夠，蛋糕比較干硬，影響整體口感；當植物油的添加量高于10 g時，蛋糕的感官品質隨著植物油添加量的增加而呈現(xiàn)下降的趨勢，蛋糕的口感過于油膩，保濕性過強，使蛋糕內(nèi)部結構過于緊實，蓬松度不夠[18]。

2.1.4 泡打粉加量對紫薯茯苓蛋糕感官品質的影響

當泡打粉的添加量分別為 0.9、1.1、1.3、1.5、1.7 g時，紫薯茯苓蛋糕的感官評分結果見圖4。

圖4 泡打粉添加量對蛋糕感官品質的影響Fig.4 Effect of adding amount of baking powder on the sensory quality of cake

由圖4得出泡打粉的最佳添加量是1.5 g，此時蛋糕的蓬松度較好，整體品質較好；添加量低于1.5 g時，蛋糕的品質和口感隨著泡打粉添加量的增加而呈現(xiàn)上升的趨勢，但蛋糕的整體形態(tài)不夠蓬松，口感不夠松軟；添加量高于1.5 g時，蛋糕成品可能會有大量氣體溢出，出現(xiàn)塌陷，使產(chǎn)品的蓬松感消失，影響蛋糕的品質和感官評分結果[19-20]。

2.2 正交試驗

根據(jù)單因素試驗結果，對紫薯泥添加量（A）、糖粉添加量（B）、植物油添加量（C）和泡打粉添加量（D）進行四因素三水平的正交試驗，正交試驗結果見表3。

由表3正交試驗中的極差分析可知，各個因素對紫薯茯苓蛋糕品質影響的大小順序為D＞B＞C＞A，即泡打粉的添加量＞糖粉的添加量＞植物油的添加量＞紫薯泥的添加量，結果表明泡打粉的添加量是影響紫薯茯苓蛋糕組織狀態(tài)、口感和品質優(yōu)劣的主要因素。紫薯茯苓蛋糕的最佳因素組合配比為A2B3C3D3，即紫薯泥添加量為60 g，糖粉添加量為26 g，植物油添加量為12 g，泡打粉添加量為1.7 g。

表3 正交試驗結果Table 3 Orthogonal experiment results

2.3 最優(yōu)配方的驗證試驗

通過表3中的K值得到的紫薯茯苓蛋糕的最佳組合配比是A2B3C3D3，此結果與正交試驗感官評分所得到的最佳組合配比A1B3C3D3相比，存在著紫薯泥添加量的差異。將兩種配方通過3組重復試驗進行比較，結果見表4。

表4 驗證試驗Table 4 Validation test

由表4可知，A2B3C3D3的感官評分為96，A1B3C3D3的感官評分為94，A2B3C3D3的感官評分結果比A1B3C3D3高，驗證試驗的結果表明：紫薯茯苓蛋糕的最優(yōu)配方為A2B3C3D3。

2.4 物性檢測結果分析

驗證試驗后，對正交最優(yōu)配方和感官最優(yōu)配方下做出來的紫薯茯苓蛋糕進行物性檢測，結果見表5。

一般情況下硬度值、咀嚼性的指標越大，制作出的蛋糕硬度越大，彈性差、缺乏綿軟、爽口的感覺；而彈性指標越大，蛋糕口感柔軟，不粘牙；內(nèi)聚性則越小越好[21-22]。表5中的結果可進一步證明在最佳配方A2B3C3D3下制作出來的蛋糕口感更加松軟、不粘牙、易咀嚼，風味獨特，口感細膩，適宜各種人群食用，尤其適合兒童和老年人。

表5 紫薯茯苓蛋糕物性參數(shù)Table 5 Physical parameters of cake made with purple potato and tuckahoe

3 結論

在單因素試驗、正交試驗、驗證試驗和物性檢測之后，結合感官評分結果，經(jīng)過數(shù)據(jù)分析得到最佳配方：紫薯泥 60 g、茯苓粉 10 g、糖粉 26 g、雞蛋 60 g、植物油12 g、泡打粉1.7 g、牛奶10 g。在此配方下做出的紫薯茯苓蛋糕，口感綿軟細膩、紫薯香味濃郁、質地松軟有彈性、組織狀態(tài)均勻、味道純正，將會有廣闊的市場前景。